• <table id="4yyaw"><kbd id="4yyaw"></kbd></table>
  • <td id="4yyaw"></td>
  • 發布時間:2023-08-04 20:17 原文鏈接: 碩士生一作發Science,可惜沒趕上申博士

    原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/8/506049.shtm

    6月初,高亮作為第一作者的論文被Science編輯部接收了。如果能再早一個月,她就不會因為沒發表過任何一篇論文,而錯過自己碩導胡本林研究員所在單位的博士招生。

      ?

    高亮展示彈性鐵電材料。

    這個令人興奮的好消息,除了一條充滿點贊和道賀的朋友圈狀態外,高亮覺得暫時對自己的工作、生活沒什么影響。

    目前她正以研究助理的角色,在中國科學院寧波材料技術與工程研究所(以下簡稱寧波材料所)柔性磁電功能材料與器件團隊,繼續此前的研究課題。

    “只要能繼續做科研,什么身份都沒關系。我享受鉆研的過程。更何況,只要有成績,早晚會有你的位置。”高亮對《中國科學報》表示。

    就連當初投稿,她也覺得Advanced Materials已經很好了,能發表就是勝利。不過,平易近人的導師,在關鍵時刻也有自己的堅持。

    8月4日,高亮、胡本林和寧波材料所研究員李潤偉的研究成果在Science發表。這項在鐵電材料的彈性化制備上取得的突破性成果,被審稿人認為是里程碑式的貢獻。

      ?

    Science論文截圖。

      ?

    通訊作者李潤偉(中)、胡本林(左)與第一作者高亮。

    Science審稿人:研究開辟了全新方向

    鐵電材料已經被廣泛應用,但鮮為大眾所知,就連高亮也是在備考研究生時,才第一次接觸這個名詞。

    原來觸屏手機中用來將觸壓轉變成電信號的壓電膜就是鐵電材料。而打火機中用壓電陶瓷制成的打火石,可以把受到的力學壓力轉變為六七千伏的電壓,從而瞬間擊穿空氣、產生火花,是這種材料更早期的應用。

    “鐵電材料是一種神奇的絕緣性功能材料。”高亮介紹,它表面自帶無序電荷,一旦有電場作用其上,這些電荷會隨電場的變化而變化。即便電場不再作用,排好隊的電荷也會保持原狀態而不發生改變。

    由于對微小的位移、壓力、脈搏和呼吸等信號的變化都能靈敏感知,鐵電材料是制造柔性可穿戴設備的重要材料之一。其彈性制備迫在眉睫,卻也令科研人員舉步維艱。

    這是因為對于鐵電材料而言,鐵電性和彈性很難兼顧。鐵電材料的鐵電性來源于材料中的結晶部分,但晶體本身幾乎不具有彈性,拉伸率一般低于5%,且沒有回彈能力。

    甘蔗就不能兩頭甜嗎?

    他們提出了“微交聯法”的制備策略。

      ?

    經“微交聯法”制備的鐵電材料,實現“甘蔗兩頭甜”。

    研究團隊用微量的柔軟鏈狀聚合物,讓鐵電晶體周邊非晶的纏繞部分交聯起來,相互交織形成具有彈性的漁網狀結構。

    這種漁網狀結構松散地將鐵電晶體連接在一起。在外力作用時,可以產生可逆的形變來吸收外力,并在125%的拉伸率時依舊保持穩定的鐵電性。當外力撤銷時,這種彈性的漁網狀結構能夠迅速恢復原狀,像橡皮筋一樣柔軟而有彈性。

    這種彈性鐵電材料在承受數千次的反復拉伸后,依然保持穩定的鐵電性,大大提高了可靠性和使用壽命,擴大了使用范圍。

    Science審稿人認為,在鐵電材料被發現后的百年歷史中,鐵電陶瓷不超過0.2%的拉伸應變,聚合物鐵電材料也只有小于2%的彈性回復,與此前相比,該成果是個突破性的工作,開辟了全新的“彈性鐵電”學科方向。

    因“烏龍”進入師門

    高亮選擇胡本林做導師,始于一起“烏龍”事件。

    作為中國科學技術大學(以下簡稱中國科大)納米學院與中國科學院各相關院所聯合培養的碩士研究生,高亮與其他同學先在中國科大完成研一課程,學年末完成雙向選擇后才開始進實驗室。

    在真正進入師門之前,高亮都以為胡本林是做與彈性半導體相關的芯片研究。她“當時想的是,如果能解決芯片問題,個人發展前景會比較好”。于是在雙向選擇中,她堅定選擇了胡本林。

    這個小“烏龍”,卻讓高亮感到很幸運。她從本科起就毫不猶豫選報材料學,以為要邁入材料機理研究的大門,卻發現所學與期待甚遠,此刻她才感覺終于要夠到真正的門檻了。

    但是,這個門檻確實有點兒高。

    胡本林自跟隨李潤偉讀研究生,就一直希望攻克“彈性鐵電”的制備。在德國完成“洪堡學者”計劃回國后,他將這個課題交給了自己的第一批碩士研究生。高亮笑稱,因為在考研時對《介電學》這一章“背得比較熟”,就申領了這個題目。

    顯而易見的是,這個課題需要的科研能力,遠遠超出了一般碩士研究生的能力儲備。

    胡本林卻認為,既然要培養科研人才,高亮又能夠享受探索鉆研的過程,那就不必區分是碩士生還是博士生。

    起初是興奮的,第一次進化學實驗室的高亮幾乎什么都不會,胡本林就像是教嬰兒學走路一樣,手把手教。高亮則每一刻都在汲取養分。

    當導師逐漸放手,高亮開始感受到壓力,她要做的是個幾乎沒有任何可參考資料的課題。

    這并沒有讓高亮氣餒。尤其是在團隊中研究生享有充分的科研自由。

    除了指導研究策略、密切溝通實驗進展外,學生幾乎都是自己設計實驗方案,獨立調研、制訂裝置采購方案,導師審核通過后,自行下單、組裝。

    在為時不長的科研生涯中,最令高亮印象深刻的,就是自己一個人在實驗室搭裝置,從烈日當頭忙活到斜陽西下。

    由于不能受到震動干擾,高亮常常在夜深人靜的時候去實驗室做測試,熬通宵是常態。深更半夜,空蕩蕩的實驗室,高亮不但不覺得可怕,反而認為是心曠神怡、自由自在的場景。

      ?

    高亮朋友圈截圖:由于器件接觸不良測出來的錯誤曲線,使高亮產生靈感,寥寥數筆將其改為幾只正在懵圈的卡通貓。

    改論文改到崩潰

    沉浸于研究的日子過得很快。到了研二末,高亮突然意識到自己整整一年沒有獲得科研進展,哪怕是一丁點兒像樣的數據都沒有。

    天生樂觀的她開始感受到落差,畢竟室友的碩士論文都已經快完成了。

    她很快調整心態,依然抱著堅定的信心。“胡老師一開始就跟我說,這個課題不是簡單的碩士生課題,還有很多延伸的地方,我做好了要做5到10年的心理準備。”

    在修訂課題目標后不久,高亮自稱撞大運一般,不到一年,就找到了合適的材料做表征。

    數據有了,她卻差點兒在修改論文的路上轉彎換道。

      ?

    兼具鐵電性和柔韌性的鐵電聚合物。

    也許是因為一直享有充分的科研自由,所以在論文沖刺階段,面對老師們一輪輪的修改要求,高亮快瘋了。

    一天晚上10點多,她“直接跟導師發消息撂了狠話,說太難干不了。還找了份年薪20多萬元的工作”。

    但其實,她內心很煎熬,因為并不能真正放下這些未完成的工作。

    對于高亮“撂挑子”的發泄,胡本林毫不介意。他趕回實驗室找到她,聊了兩個多小時。

    如今,高亮回想起當時的沖動,仍然感到懊惱:“其實科研探索的過程是讓我非常沉迷的。”

    她很清楚自己是因為畢業論文的壓力太大,近乎崩潰而宣泄自己的情緒,如果沒有導師當時嚴謹的治學要求,如今的“頂刊上岸”只會更加波折。

    “撂挑子”事件沒過多久,論文終于送審,高亮平靜下來,恢復了往日的淡定閑適。

    即使是后來根據Science審稿意見補充數據,為此在上海同步輻射光源堅守超過26個小時,高亮也不再焦躁。

    她一個人堅持到“天塌下來也想睡覺”的第19個小時,發了條朋友圈“越熬越精神”,給自己加油。這獲得了來自師長、親友的鼓勵,撐了過來。

      ?

    高亮朋友圈截圖。

    哪怕是最終走出同步輻射實驗裝置時數據依然不全,她也覺得自己收獲了一次難得的經歷,以及“重見天日”的幸福。

    向著“天坑”奔赴

    胡本林選擇高亮成為自己的第一批研究生,是看中她的勤奮,不以做實驗為苦。

    高亮卻說自己最多算“機動性勤奮”。她曾經面對績點不勤奮,甚至面對學歷也不夠勤奮。

    她高中就讀于安徽省六安市毛坦廠中學,這里有亞洲最大的“高考工廠”之稱。高亮雖不是學霸,成績也還不錯,卻未能打破自己“越大考越失利”的魔咒,在高考時遭遇人生滑鐵盧。

    她卻不打算復讀,因為盡管第一志愿某高校材料學院沒考上,最終被河南科技大學材料學院錄取,也不錯。“我就是喜歡研究材料,哪怕是‘天坑’也要奔著‘坑’去。而且能到古都洛陽上學,也算游歷了。”

    洛陽沒有想象中繁華,但能吃到很多小吃,也不錯。她不愛早起,不打算做學霸,但5個情同閨蜜的室友都在早起晚睡復習考研,為了與室友保持同頻,她臨時而愉快地決定加入考研大軍。

    并且,研究生階段依然要學材料專業,而且只想讀中國科大的材料專業,“其他學校就算了。因為中國科大可能是很多安徽學子的情結。高校和科研院所的聯培機制也很讓人期待”。

    有了動力和目標,高亮的“機動性勤奮”就出現了,起早貪黑,復習效率很高,再加上“運氣好”遇上擴招,她終于打破了考試魔咒,實現了逆襲。

      ?

    6月26日,高亮在寧波材料所參加碩士畢業典禮。

    在提及為什么鐘情材料專業時,高亮也不確定。但回憶起兒時受一檔兒童科普節目影響,當時她“毫無農村留守兒童的自覺”,折騰著要燒陶土。

    “姥姥,電視里說的土,是不是咱家旁邊山頭的土?”

    “有點兒像。”

    “姥姥,有沒有能篩土的工具?”

    “剪一塊篩芋頭粉的布吧。”

    “姥姥,篩完還要研磨呢。”

    “那就用蒜杵。”

    “姥姥,我捏成了個罐子,幫我放在灶火里燒吧。”

    當姥姥用火鉗夾出小罐子時,它還晶瑩剔透泛著紅光。第一次做實驗的8歲小姑娘激動壞了,趕忙把罐子放進冷水降溫。結果,第一次的試驗品,碎了。

    從此她知道了,要先自然冷卻再進冷水淬火。然后她陸續燒制了很多瓶瓶罐罐,刻過人偶章,還做過再生紙。

    她對材料學的期待,可能就是在一次次不起眼的小成就中慢慢積攢下來。

    “運氣好”是高亮的一個高頻詞,積極陽光的價值觀也許是她的另一個法寶。

    高亮目前在進行的實驗,正是研二時令她磋磨一整年的那個。其實當時實驗已經能夠做出彈性鐵電體,彈性比現在發文的成果還要好,但是反應不可控。

    “材料體系非常復雜,當時的我不太能夠跨過去,現在設計了新體系,不論多久,總會有新突破的。”

    畢竟,她在成長為一名成熟的科研人員,兒時做陶瓷的純真趣味也歷久彌新。

    相關論文信息:

  • <table id="4yyaw"><kbd id="4yyaw"></kbd></table>
  • <td id="4yyaw"></td>
  • 调性视频